脂肪酸合成系统潜能的挖掘与释放

在全球石油资源不断减少和温室气体不断积累的情况下,急需发展可再生燃料能源及各种生物化工原料和产品。基于该目的,能够生产高能量密度液体生物燃料和高附加值化工品的微生物脂肪酸合成系统备受关注。首先介绍了大肠杆菌脂肪酸代谢系统的组成,然后详细总结了通过改造脂肪酸代谢途径生产脂肪酸以及脂肪酸衍生物的最新研究进展,并介绍了利用体外重建体系来研究脂肪酸合成途径对该系统进行深入挖掘,以及根据得到的信息指导体内脂肪酸途径的改造来释放脂肪酸合成系统的潜能。     

基于代谢流量分布信息理解大肠杆菌中异柠檬酸裂解酶调节因子的代谢调控作用

基因的表达受不同的转录调节因子调节。大肠杆菌中的异柠檬酸裂解酶调节因子(IclR)能够抑制编码乙醛酸支路酶的aceBAK操纵子的表达。本研究基于代谢物的13C同位体物质分布来定量解析代谢反应,主要研究了iclR基因在大肠杆菌生理和代谢中的作用。大肠杆菌iclR基因缺失突变株的生长速率、糖耗速率和乙酸的产量相对于原始菌株都有所降低,但菌体得率略有增加。通过代谢途径的流量比率分析发现基因缺失株的乙醛酸支路得到了激活,33%的异柠檬酸流经了乙醛酸支路;戊糖磷酸途径的流量变小,使得CO2的生成量减少。同时,乙醛酸支路激活,但草酰乙酸形成磷酸烯醇式丙酮酸的流量基本不变,说明磷酸烯醇式丙酮酸-乙醛酸循环没有激活,没有过多的碳原子在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶反应中以CO2形式排出,从而确保了菌体得率。葡萄糖利用速率的降低、乙酰辅酶A的代谢效率提高等使得iclR基因敲除菌的乙酸分泌较原始菌株有所降低。